第1讲大地构造学绪论.ppt

2019/6/17,1,大地构造学 Tectonics or Geotectonics 第1讲 绪论,2019/6/17,2,杨明慧 中国石油大学（北京）地学院 新科研楼1025 电话：13621171219 email：yangmhcup.edu.cn,2019/6/17,3,1 绪论,实践中的大地构造学 大地构造学的涵义 大地构造学的研究内容和方法 大地构造学的研究简史 新地球观 课程特点和主要内容 学习目的与意义 教学方法与课程要求,2019/6/17,4,1.1 实践中的大地构造学,地震与海啸 火山 油气勘探,2019/6/17,5,1.1.1 地震与海啸,2019/6/17,6,玉树地震发生在甘孜玉树断裂带。该带东南起自四川甘孜，穿越金沙江，沿NW向至青海玉树，并延伸至青藏高原腹地，总长约500km。 在历史上，甘孜玉树断裂带就属地震多发之地：1896年3月，四川石渠（原邓柯县）发生7级地震；1979年3月29日，玉树东南发生6.2级地震； 2006年7月18日，玉树地区发生震级5.6级地震。 甘孜玉树断裂带所处的巴颜喀拉地块，近年更是非常活跃。巴颜喀拉地块西部：1996年，喀喇昆仑发生7.1级地震；1997年，玛尼发生7.9级地震；2008年，于田发生7.3级地震。巴颜喀拉地块中西部：2001年，昆仑山口西发生8.1级地震。巴颜喀拉地块东边：2008年，汶川大地震。,2019/6/17,7,据新西兰皇家地质与核科学研究所报告，新西兰南岛当地时间9月4日凌晨发生里氏7.1级地震，目前尚无地震造成人员伤亡的报告。,2019/6/17,8,2004年12月30日发布的卫星图片显示印度尼西亚亚齐省首府班达亚齐海滨地区受海啸袭击前后的情形。,6月23日,12月28日,1.1.1 地震与海啸,2019/6/17,9,我国是个地震多发国家，有记载以来发生震级M8.0地震共有18次。,1.1.1 地震与海啸,2019/6/17,10,2008 5 12 四川汶川 8.0 2007 09 12 南苏门答腊，印度尼西亚 M 8.5 2007 08 15 中央秘鲁海岸附近 M 8.0 2007 01 13 千岛东边 M 8.1 2006 05 03 -汤加- M 8.0 2005-03-28 印尼苏门答腊8.7 2004 12 26 印度洋大地震 9.3 2004 12 23 麦夸里群岛澳洲北部 M 8.1 2003 09 25 北海道 M 8.3 2001-06-23 秘鲁8.4 2001 11 14 青海昆仑山口西 8.1 1996.02.17 印尼西伊里安 8.0 1985 9 19 墨西哥城 8.1 1980 10 10 中央秘鲁 M 8.1 1979 9 12 印度尼西亚 8.1 1977 8 19 印度尼西亚 8.0 1978-03-24 千岛 8.2 1972 1 台湾东边海中 8 1970 07 31 哥伦比亚 M 8.0 1966 10 17 秘鲁海岸附近 M 8.1 1965-02-04 阿拉斯加 8.7 1964-03-28 阿拉斯加 9.2 1963-10-03 千岛 8.5 1960-05-22 智利 9.5 1958-11-06 千岛 8.3 1957 12 04 GobiAltay，蒙古 M 8.1 1957-03-09 阿拉斯加 9.1 1952-11-04 勘察加 9.0 1951 11 18 西藏当雄 8 1950-11-02 印尼理达海 8.1 1950 8 15 西藏察隅 8.5 1950 8 15 印度阿萨姆邦 8.7,1900年以来世界各地发生的8级以上大地震,1949 08 22 女王夏洛特海岛，不列颠哥伦比亚，加拿大 M 8.1 1946 12 21 日本本州 8.4 1946 08 04 Samana，多米尼加 M 8.0 1946 04 01 Unimak海岛，阿拉斯加 M 8.1 1945 11 27 Makran海岸，巴基斯坦 M 8.0 1944 12 07 Tonankai，日本 M 8.1 1943 04 06 Illapel -萨拉曼卡，智利 M 8.2 1942 08 24 中央秘鲁海岸附近 M 8.2 1940 05 24 Callao，秘鲁 M 8.2 1939 12 26 土耳其埃尔津詹 8 1939 1 25 智利圣地亚哥奇廉 8.3 1938 11 10 Shumagin海岛，阿拉斯加 M 8.2 1938-02-03 印尼 8.5 1934 1 15 尼泊尔和印度边境 8.3 1933-03-03 本州 8.1 1932 06 03 Jalisco，墨西哥 M 8.1 1931-08-18 新疆富蕴 8.0 1927 5 23 甘肃古浪 8 1923 9 日本关东 8.3 1923-02-03 勘察加 8.5 1922 11 11 智利阿根廷边界 M 8.5 1920 12 16 宁夏海原 8.5 1920-06-05 台湾花莲东 8.0 1918-09-07 千岛西 8.3 1915-05-01 千岛 8.1 1914-08-05 新疆巴里坤 8.1 1908-08-16 智利瓦尔帕米来索朗 8.2 1907 10 21 苏联杜尚别 8.0 1907 10 21 Qaratog，塔吉克斯坦 M 8.0 1907-05-15 新疆玛纳斯 8.0 1906 8 17 智利瓦尔帕莱索港 8.4 1906 4 18 旧金山 8.3 1906 01 31 Esmeraldas附近海岸，厄瓜多尔 M 8.8 1905 07 09 蒙古 M 8.4 1905-04-19 印度克什米尔 8.0 1905 4 4 克什米尔 8.0 1902 8 22 新疆阿图什北 8.3,2019/6/17,11,As early as the 1920s, scientists noted that earthquakes are concentrated in very specific narrow zones. In 1954, French seismologist J.P. Rothé published this map showing the concentration of earthquakes along the zones indicated by dots and cross-hatched areas.,tips,1.1.1 地震与海啸,2019/6/17,12,1.1.2 火山,2019/6/17,13,1 金山; 2 牌楼山; 3 老虎山; 4 狼窝山; 5 黑山; 6 大北山; 7 昊天寺; 8 磨儿山; 9 双山; 10 西阁老山; 11 东阁老山; 12 小牛头山; 13 马蹄山; 14 小山; 15 北大山; 16 浅井火山; 17 肖家窑头火山; 18 养老洼西山; 19 养老洼东山; 20 神泉寺火山; 21 滩头火山; 22 大辛庄火山; 23 大峪口火山; 24 秋林火山 （据尹赞勋，1964）,据安卫平等，2008,2019/6/17,14,2019/6/17,15,2019/6/17,16,2010年冰岛火山爆发：冰岛南部埃亚菲亚德拉火山于3月20日和4月14日两次爆发，并释放出大量的火山灰，对全球航空以及气候等方面造成了巨大影响。,维苏威火山（79年）,1.1.2 火山,2019/6/17,17,1.1.3 油气勘探,2019/6/17,18,1.1.3 油气勘探,2019/6/17,19,盆地含油气情况极不相同。据Halbouty（1984）统计，世界上沉积盆地达600个以上，已在160余个盆地中发现了约40,000个油田。其中最终可采储量大于或等于50×108BOE的只有25个盆地（占盆地数的4.2），但却集中了世界最终可采储量的90左右。 无论25个主要盆地，或是更多的次要盆地，在地壳中不是孤立存在的，而是有规律地位于地壳沉降带中。 Perroden（1980）指出：没有盆地，就没有石油。,1.1.3 油气勘探,2019/6/17,20,1977年，在全国科学大会上，松基三井的发现，被列为国家特等奖。 1982年7月，国家科委表彰在大庆油田发现过程中作出突出贡献的23位地质、地球物理科学工作者。 在松基三井的旁边，大庆人筑起了一座极富象征意义的纪念碑，上面镌刻着这23位地质家的名字。他们是：李四光、黄汲清、谢家荣、韩景行、朱大绶、吕华、王懋基、朱夏、关士聪（地质矿产部），张文昭、杨继良、钟其权、翁文波、余伯良、邱中建、田在艺、胡朝元、赵声振、李德生（石油工业部），张文佑、侯德封、顾功叙、顾知微（中国科学院）。,最年轻的国家级文物大庆油田发现井松基三井,题外的话,2019/6/17,21,1980-1990的全球地震分布图,回顾与小结,2019/6/17,22,全球火山和强震分布图，白色为7级强震（据中国地震台网）；红色为全新世火山（据Smithsonian研究所）。,回顾与小结,北美,非洲,澳大利亚,南美,欧亚,太平洋,大西洋,印度洋,2019/6/17,23,(after Bally and Snelson, 1980),回顾与小结,北美,非洲,澳大利亚,南美,欧亚,太平洋,大西洋,印度洋,2019/6/17,24,The layer of the Earth we live on is broken into a dozen or so rigid slabs (called tectonic plates by geologists) that are moving relative to one another.,回顾与小结,2019/6/17,25,板块构造以极简洁的形式解释了地震、火山等自然现象，阐明了大陆漂移、大洋起源、演化和一些全球性构造带的形成等重大科学问题；所阐明的大地构造背景和岩石圈活动规律，对寻找矿产资源及预测地震、火山等地质灾害，具有重要的指导意义。 板块构造还存在一些有待解决的难题。除驱动机制这一最大难题外，现有的模式尚不能有效解释板内地震、火山和构造运动。 目前，以板块构造为代表的大地构造学仍在不断修正和发展中。板块大地构造是第一次对全球地质作用有一个较完善的总的理解的大地构造学说。,回顾与小结,2019/6/17,26,大地构造学是研究地球，特别是地球表层（岩石圈）的结构、组成、构造特征、演化历史、运动规律及动力、成因的一门学科。 其主要目的在于揭示、解释各种构造现象的本质，把握地球及岩石圈演化的基本规律。,1.2 大地构造学的涵义,2019/6/17,27,大地构造学是一门综合性极强的学科，可以说是地质学的高度概括和总结。 地质体成因研究 变形研究 壳幔结构和动力学研究 地球演化史研究,1.3 大地构造学的研究内容和方法,2019/6/17,28,1.3.1 地质体成因研究,地壳是由各类地质体组成的，地层地质体、变质地质体、岩浆岩地质体和火山岩地质体等。这些地质体的形成演化及构造就位过程，几乎包含了地质学的全部内容。近几十年来，特殊沉积作用、变质作用，特殊岩浆岩体、火山岩体的研究成果是近代大地构造学的基本依据，如蛇绿岩研究、浊流沉积的发现等。 岩石学、地球化学与生物地层学等手段是实现这一目标的主要途径。,2019/6/17,29,1.3.2 变形研究,大地构造学的首要任务之一是研究大陆动力学，以寻求地壳或岩石圈运动的力源机制问题。 褶皱、断裂、面理、线理、变质结构与变质矿物等构造形迹的研究，是探讨构造变形的力学过程的主要途径。造山带和盆地是构造运动留下的更大尺度的构造形迹，它们是地壳运动的综合表现，对其成因研究也是地球动力学研究的主要任务之一。 地球物理方法是研究地球动力学的重要手段。古地磁法是研究古板块运动的重要途径；地震、重力、磁法、电法和地热等手段，不仅是现代构造运动定量测量的最有效方法，而且也能为地史期的构造运动提供许多重要数据。,2019/6/17,30,1.3.3 壳幔结构和动力学研究,目前能作为立论基础的地球动力主要是重力均衡与壳幔分异对流，这要求我们对壳幔组成和结构做深入研究，方能了解其动力学机理和运动学规律。 要求地球物理与地质学、地球化学密切配合，前者是查明其空间分布及性状的惟一途径；后者是了解地球组成及温压状态的主要手段。如深俯冲可证明表壳岩石进入地幔深处；地震层析成像技术成果表明，俯冲带和克拉通之下的深地幔中存在高密度地质体，两者都为壳幔对流提供了真实可信的证据。,2019/6/17,31,1.3.4 地球演化史研究,我们居住的地球是如何演化到今天的，将朝什么方向演化等问题不能不引起人们的关注。 早期的地球演化史建立在地层古生物的基础之上，现代的同位素年代学也已成为其重要文柱之一，未来地球演化史研究仍主要依赖于这方面的研究成果。 天体科学可能会愈来愈多地为我们提供对比材料。20世纪70年代以来，由于人类实现了登月计划，通过与月壳的对比，人们才对地壳的年龄与形成过程有了比较清楚的认识。近年来，随着对火星表面的研究，人们对原始大气圈等也有了更深入的了解。可以预测，随着宇宙灾变事件和生物大爆发研究的进展，地球演化史的研究将会出现重大变革。,2019/6/17,32,1.4 大地构造学的研究简史,感知时期 大地构造学思想萌芽时期 历史大地构造学时期 板块构造时期 中国大地构造学研究简史,2019/6/17,33,1.4.1 感知时期（前17世纪）,公元前8世纪，诗经·小雅·十月之交记载地震造成的“高岸为谷、深谷为陵”现象。 公元前6世纪，古希腊色诺芬海生动物贝壳，推断灾变性的海陆变迁。 公元前4世纪，古希腊亚里士多德论气象提出，海陆分布不会永久不变。 公元前7年，古罗马斯特拉波提出海平面升降是由于海底升降，受地震、火山喷发影响。 77年，古罗马普林尼编纂自然史，记载了地中海地区由于地壳变动形成的新岛屿的名录。 771年，颜真卿论证“高石中犹有螺蚌壳，或以为桑田所变”。 1021-1023，阿拉伯阿维森纳提出山脉隆起是因为地震和流水侵蚀。 1086-1093，沈括梦溪笔谈论述了海陆变迁等问题。 1170年，朱熹在朱子全书·天地中提出“下者变而为高，柔者变而为刚”。,2019/6/17,34,1.4.2 思想萌芽时期（17世纪中19世纪初）,笛卡儿的天体演化说、旋涡模型和近距作用观点。 笛卡儿（15961650）的漩涡说认为太阳的周围有巨大的漩涡，带动着行星不断运转。物质的质点处于统一的漩涡之中，在运动中分化出土、空气和火三种元素，土形成行星，火则形成太阳和恒星。 他认为天体的运动来源于惯性和某种宇宙物质旋涡对天体的压力，在各种大小不同的旋涡的中心必有某一天体，以这种假说来解释天体间的相互作用。笛卡儿的旋涡模型是17世纪中最有权威的宇宙论。,2019/6/17,35,莱布尼兹（16461716 ）考察哈尔茨山的矿藏；提出地球开始时处于熔融状态的假设，被认为是地质学的创始人之一。,2019/6/17,36,魏尔纳（A G Werner，17501817）“水成论” 的基本观点：地层分层：原始海洋问题。层：花岗岩、片岩、片麻岩层；层：机械沉积和化学沉积层；松散堆积层。玄武岩夹在地层之间，并见有化石。对地层倾斜的解释，原始地形不平坦，早期水流速度大，造成地层弯曲和紊乱。岩脉从上往下贯入。火山是地下煤燃烧的结果。,地质学史上的第一次大争论： 水成论和火成论,郝屯（Hutton，17261797）1785年发表地质学原理，提出了“火成论” 。他发现花岗岩脉穿插在沉积岩中呈侵入接触关系，地壳处于不断的演变之中，这一过程是缓慢的，过去发生的变化和现代进行的演变过程是类似的。基本观点：岩石既有水成也有火成；岩脉穿插等证据；烘烤变质现象；岩石循环； Hall的玻璃实验。,2019/6/17,37,隆起说 收缩说 地球膨胀说 脉动说 地幔对流说 槽台学说,1.4.3 历史大地构造学时期（19世纪中20世纪中）,2019/6/17,38,隆起说（J.Hutton,1726-1797） 第一个大地构造学假说，推论地壳的各种地质现象都是由地下热能在上升过程中造成的(J.Hutton，1788)。地壳运动中起主导作用的是垂直方向的上升运动，隆起的原因在于熔融岩浆的上升。当岩浆向上侵入挤进岩层之中，还会派生出斜压力或水平侧压力，再加上岩层本身的重力及所受阻力的共同作用，会导致岩层发生褶皱变形。这种褶皱应围绕着隆起中心向四周推挤而成。 莱伊尔在地质学原理中把山脉的形成归结为地震或火山顶托，认为山脉是垂直运动造成的。Buch（17741853）发展了莱伊尔思想，认为山脉是地下巨大的岩浆库顶托而成，这一“火山口抬升”理论，成为欧洲19世纪十分流行的观点。,2019/6/17,39,收缩说（Elie de Beaumont,1798-1874） 法国地质学家Elie de Beaumont（1830，1852）提出收缩说。他尝试用简单的数学工具去解决复杂的地质问题，接受了“山脉是地球躯体骨骼”的思想，把地球演化、海陆成因的研究集中到山脉的成因研究，认为平行的山脉具有相同的年龄，不同年龄的山脉具有不同的走向；山脉实际上沿着地球表面大圆弧分布，若干大圆弧组成了地球表面的五角形网络（pentagon network）；山脉源于地球的收缩，等等。 Beaumont学说在欧洲和北美产生了较广泛影响，特别是有关地球收缩的理念，与当时流行的观点吻合，布丰、开尔文等人都是基于地球冷却的思路来计算地球年龄的。许多学者相信，地球收缩可以造山，犹如变干而褶皱的苹果。,2019/6/17,40,膨胀说(O.C.Hilgenberg, 1933) 放射性元素的发现，促使一些学者注意地球变热和膨胀的可能性。地球膨胀说(O.C.Hilgenberg, 1933)在理论上与收缩说恰好对立。收缩说注意到陆上褶皱山系的压缩褶皱现象，膨胀说则着眼于现代大洋的扩张新生性质。 20世纪50年代晚期，张性的全球裂谷系的发现，使得膨胀说增添了一些新的信徒。然而，地球上除扩张带外还存在着压缩带(褶皱山系)，这是地球膨胀说所无法解释的；古地磁资料的推算得出，二叠纪以来，地球的体积并没有发生过显著变化。,2019/6/17,41,2019/6/17,42,脉动说 脉动说最早由Roth Pletz（1902）提出，其较完善形式则是由美国地质学家布克（Bucher J, 1933）、苏联学者乌索夫（1940）等提出的。在地球的发展过程中，膨胀和收缩是交替发生的。前者与放射性热的积聚有关，后者与放射性热的强烈析出有关。在地球膨胀期，地壳开裂，形成地槽，伴随着玄武岩喷溢；在地球收缩期，充填地槽的沉积物变形，形成褶皱山系，伴随着花岗岩侵入。 脉动说对于单纯强调压缩的收缩说是一种改善和发展。然而，脉动说也有其严重的弱点。如经常可以见到，在同一地质时期，一些地区在扩张，另一些地区则处于压缩状态；更重要的是，目前缺乏地球体积有过明显变化的证据。,2019/6/17,43, 地幔对流说(Arthur Holmes, 1890-1965) 地幔对流（mantle convection）：软流层中的地幔物质由于热量增加，密度减小，体积膨胀，产生上升热流，上升的地幔物质遇到地壳底部向四周分流，随着温度下降，地幔物质密度增大，又沉降到地幔中，这一过程称为地幔对流。这一词汇在19世纪已有人提出，英国著名地质学家霍姆斯（A Holmes，1928）和格里格斯（D.Griggs，1939）试图用地幔对流作为大陆漂移的驱动力。这实际上已粗略地勾画出了1960年代海底扩张和板块构造概念的轮廓。,2019/6/17,44,2019/6/17,45,1859年，美国地质学家霍尔注意到北美阿巴拉契亚山的古生界比出露在西侧平原区（北美地台）的同期地层几乎厚10倍，因而认为褶皱山系是在地壳的巨大坳陷部位生成。在山脉形成前，这里是一个狭长的沉降带轴部所在地，并称之为“大向斜轴”。1873年，美国地质学家丹纳首先使用“地槽”一词，描述强烈下降并逐渐被沉积物充填的坳陷。霍尔、丹纳均认为地槽发育在大陆边缘，其中的沉积物形成于浅海环境。所以北美地质学家强调前期的强烈坳陷是地槽的首要标志。 1900年，欧洲地质学家采纳了地槽概念，但对阿尔卑斯研究发现，地槽前期只有厚度不大的深海沉积，但后期发生强烈的造山形变。所以，欧洲和前苏联地质学家把造山形变作为地槽识别的主要标准。, 槽台理论及其代表人物,2019/6/17,46,J · 霍尔，J · D · 丹纳（1859，1873）：地槽 休斯（1885）：地台 E · 奥格（1900）：地壳两种基本构造单元地槽和地台 W · H · 施蒂勒（1941）：正地槽（冒地槽、优地槽）；准地槽 J · 奥布音（1965）：优地槽与冒地槽组成地槽偶 如果把地球比成足球，地槽和地台就是足球的黑、白两色。地槽地台学说首次区分出大地构造的两大基本单位，使地质学发生了第一次飞跃，也使大地构造学成为地质学中的哲学。 100多年里，有许多杰出的地质学家为完善和发展地槽地台学说做出了杰出的贡献，使它的若干观点至今仍不失睿智的光芒。同时也要看到，今天我们在使用造山作用、造山带这些术语时，已有了完全不同于地槽演化的内涵。,2019/6/17,47,大陆漂移 海底扩张 板块构造,1.4.4 地球动力学时期（20世纪中）,A Wegener,H H Hess,D P McKenzie, D H Matthews, F J Vine,William Jason Morgan,D P McKenzie,X Lepichon,2019/6/17,48,大陆漂移（Alfred Wegener, 1880-1930）,大陆漂移说认为，二叠纪，地球曾存在一个超级大陆（Pangaea），被全球性的泛大洋（Panthalassa）所包围。超级大陆的北部为Laurasia大陆，南部为Gondwanaland大陆，两者之间为古特提斯洋（Paleotethys）。 此后，泛大陆开始分裂、漂移，运移长达几千km，最后到达目前的位置，形成现今所见的大陆地理分布。,2019/6/17,49,主要证据：1）大陆为双地壳（硅铝层和硅镁层），而大洋为单地壳（仅有硅镁层）；2）Airy均衡模式指出，下地壳为粘性物质，地壳可以发生水平移动。3）大西洋两岸岩石、地层和造山带可以对比；4）大西洋两岸爬行类、蜗牛和淡水鱼等古生物相似，不能用陆桥来解释。5）各大陆冰碛、煤层及蒸发岩分布所反应的古气候分带在泛大陆中能得到合理解释。 反对和批评意见：1）海陆的区别为什么会影响到其下的地壳？2）使大陆发生漂移的力（天体的引潮力）与地壳的强度相比太小，如何能使之漂移？下地壳怎么会弱到如此低的程度而使上地壳在其上漂移？3）如果说下地壳是软的，大洋底应当是平坦的，如何解释大洋底又存在山脊和海沟呢？4）魏格纳的拼合图存在问题，轮廓歪曲，部分重叠，部分开裂。5）几大动物群只是相似而不是相同，不能认为先前是连续的。,2019/6/17,50,海底扩张（Harry Hammond Hess, 1906-1969; Frederick John Vine, 1939-1988, Drummond Hoyle Matthews, 1931-1997）,赫斯设想，大陆被动地受到地壳下部对流作用的推动，好像被放置在一条活动传送带上运动一样。这一充满想象力的思想发表在海洋盆地的历史一文中。在引言中，赫斯充满激情地说：我的这一设想需要很长时间才能得到证实；因此，与其说这是一篇科学论文，倒不如说是一首关于地球的诗篇。 仅时隔一年，瓦因就把海底扩张设想与海底地磁的新资料圆满结合在一起，奠定了板块构造的基础。几年后，格洛玛·挑战者号（Glomar Challenger）的深海勘探成果验证了这一假说。,2019/6/17,51,基本要点： （1）地幔物质在大洋中脊处涌出，向两侧扩散，在海沟处俯冲消亡。 （2）海底在不断运动，洋壳在不断更新。 （3）海底扩张的驱动力是地幔对流。,The Glomar Challenger was the first research vessel specifically designed in the late 1960s for the purpose of drilling into and taking core samples from the deep ocean floor.,2019/6/17,52,主要依据： （1）海底存在大洋中脊、海沟、俯冲带和大洋盆地。 （2）海底存在正负相间的磁异常条带（stripes of magnetic anomaly），大洋中脊喷出的岩浆被地球磁场磁化，留下了地磁场正负变化的记录。 （3）大洋中脊地热高，地震弱而浅，震源机制以拉张型为主；海沟地热低，地震强而深，震源机制以挤压型为主。 （4）海底玄武岩和沉积物年龄从大洋中脊往海沟方向变老。 （5）火山岛链（volcanic island chain）年龄向海沟方向变老，其连线即为海底扩张的轨迹。,2019/6/17,53,板块构造（plate tectonics）,1968年，美国地质学家摩根（William Jason Morgan, 1935-）提出了板块构造概念。他认为，地壳、特别是海洋地壳太薄，强度不够，其下也无软弱层。他把板块的厚度延伸至100km左右的软流圈之上，构成比地壳厚并可以在软流圈上运动的单元，称为tectosphere，后改称lithosphere。 与摩根合作研究的还有麦肯奇（D. P. McKenzie）、派克（R. L. Parker）、勒皮雄（X. Lepichon）等科学家。他们均被称为板块学说的创始人。,2019/6/17,54,威尔逊旋回(John Tuzo Wilson, 1908-1993),2019/6/17,55,可以说，直至板块构造问世，地质学家才第一次比较完满地回答了“地球是怎样活动的”这一科学问题。,2019/6/17,56,1.4.5 中国大地构造学的研究简史,1926年以前，以外国人为主。如美国的葛利普教授。 1927-1955，中国大地构造的开创奠基时期。代表性事件有：翁文灏（1929）在泛太平洋构造会议上提出“燕山运动”；李四光（1939）在中国地质学中提出地质力学思想；黄汲清（1945）出版中国主要构造单位，提出“多旋回”大地构造学说。 1956-1976，大地构造学派百家争鸣时期。代表性的学说有：陈国达（1956，1977）地洼学说（地台活化）；张文佑（1959，1974）断块构造学说；张伯声（1962，1980）地壳波浪镶嵌构造学说。 1976年以来，板块构造盛行并“一统天下”时期。,2019/6/17,57,1.5 新地球观,1、地壳运动究竟以垂直运动为主，还是水平运动为主 就运动规模或幅度而言，在垂直运动方面，喜马拉雅最高峰为海拔8.8km，马里亚纳海沟最深处达海面以下11km，总高差达20km。这样估计隆起（或沉降）的最大幅度达20-30km。 再看水平运动，岩石圈板块的水平漂移多以数千公里计。中生代以来，北上的印度板块长驱7000km以上；大西洋从无到有，扩展了数千公里。 可见，水平运动的幅度超过垂直运动的幅度大约两个数量级。,2019/6/17,58,再就运动的速度而言，板块水平运动的速度一般是数cm/年，有时可达数10cm/年（印度板块在60-70Ma期间，运动速率为20cm/年）；而据大地测量资料，垂直运动的速度一般只有数mm/年，超过10mm/年者相当罕见。如以地质年代的尺度计，垂直运动的速度大多不过数十m/Ma，即0.01-0.1mm年。 因此，无论就运动的幅度还是速度来说，垂直运动都难以与水平运动匹敌。,水平运动为主是活动论的核心思想。,2019/6/17,59,2、地球和地壳的演化发展是渐变的过程还是事件性的灾变过程 莱伊尔强调了地球发展的过程是渐变的。与之对立的是“灾变论”，即认为导致地球形成和发展的原因是一些剧烈的灾变事件。其实，“渐变”和“灾变”是一个事物对立的两个侧面，地球的演化既是渐进的，同时也存在灾变过程。如白垩纪的恐龙灭绝事件、火山喷发和地震等。 正确的思维方法是，既承认地球的演变过程是缓慢的、渐进的，同时也承认存在阶段性的灾变过程。,2019/6/17,60,3、活动带与稳定区之间的转化 所谓活动性与稳定性，是指一定的地质时期而言，任何一个地区都不可能永久活动或绝对稳定。随着板块边界的调整，活动带与稳定区在时空上可发生变迁或相互转化。一个板块边界消失了，两个或更多板块结合成一个大板块，活动带转化为稳定区；相反，在另一地区可形成新的板块边界(包括裂谷、俯冲带)，一个板块破裂成两个或更多板块。沿新生的边界，稳定区转化为活动带。 可见，在板块构造主宰下，活动带和稳定区可同时出现，它们之间存在复杂多变的转化关系，揭示其在全球构造空间展布上的有规律组合。,2019/6/17,61,4、地壳构造发展的旋回性和继承性 地壳构造呈多旋回形式向前发展，这取决于威尔逊旋回，还取决于微型陆块的多次离合以及板块运动速度的变化。威尔逊旋回是地壳构造演化的基本形式。板块构造并不回避构造作用的旋回性，且力图阐明旋回性的表现和发生机制。 另外地壳构造发展具有继承性。如大陆的破裂并不是随意发生的，而往往是沿着比较薄弱的古老活动带裂开。北大西洋沿古大西洋关闭的缝合带张开；南大西洋和东非裂谷的张裂则承袭前寒武纪活动带。新生大洋中脊裂谷和与之直交的转换断层常追随更老的大陆断裂系。,2019/6/17,62,第1部分 基本概念 第2部分 大地构造理论 第3部分 中国区域大地构造概论 第4部分 沉积盆地与造山带,1.6.2 主要内容,2019/6/17,63,对全球以及中国大地构造格局和构造演化阶段有初步的总体把握； 掌握以板块构造理论为核心的大地构造理论以及中国区域大地构造概况，为油气勘探服务； 提高个人综合分析和解决地质问题的能力。,1.7 学习目的与意义,2019/6/17,64,由“果”寻“因”的逆向思维和时间空间想象能力； 将今论古的基本原则和适用范围； 构造现象的综合分析，多元限定和逼近。,假设论证法：提出假设检验假设得出结论 大陆漂移 逻辑推理法：发现规律逻辑推理作出解释 海底扩张,